Luận án Nghiên cứu và dự báo ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến nước dưới đất tỉnh Thái Bình

t và ít bị che phủ bởi các công trình xây dựng dân dụng, hoạt động dân sinh. Còn vùng thấm nước yếu với lượng bổ cập khoảng 5% lượng mưa (vùng màu cam) chủ yếu tập trung tại những khu vực có tầng cách nước nằm ngay trên bề mặt và có diện tích che phủ bề mặt lớn. Ngoài ra, để đánh giá mối quan hệ của TCN Holocen với các nhân tố khí hậu, thủy văn, tác giả đã tiến hành khảo sát thực địa, quan trắc, đo đạc ngoài hiện trường bằng thiết bị quan trắc tự động và phân tích thí nghiệm trong phòng độ tổng khoáng hóa để phản ánh chất lượng mặn cùng nồng độ Na+ và Cl- ở hơn 100 điểm đo nhằm chính xác hóa hiện trạng phân bố ranh giới mặn – nhạt cho TCN khu vực nghiên cứu. Từ các kết quả khảo sát thực địa, phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm kết hợp với các tài liệu thu thập từ kết quả quan trắc chất lượng NDĐ của Trung tâm quy hoạch và điều tra tài nguyên nước quốc gia, kết quả phân tích chất lượng NDĐ từ đề tài nghiên cứu, đánh giá thực trạng suy thoái, ô nhiễm nước dưới đất tỉnh Thái 62 Bình của Viện Địa lý - Viện hàn lâm khoa học và công nghệ Việt Nam cùng kết quả khảo sát của Sở Tài nguyên và môi trường tỉnh Thái Bình tác giả đã xây dựng bản đồ phân bố ranh giới mặn – nhạt tầng chứa nước Holocen (hình 3.6). Hình 3.5. Sơ đồ phân bố vùng bổ cập tầng chứa nước Holocen Trong đó, khu vực nước nhạt và nước lợ, mặn phân bố đan xen nhau. Hàm lượng Na+ trong nước cũng biến đổi rất khác nhau, nhiều nơi có hàm lượng Na+ cao hơn quy chuẩn cho phép. Nồng độ Cl- trong nước TCN qh biến đổi từ 72,0 mg/l đến 1.569 mg/l. Nhiều mẫu có giá trị vượt QCVN 09: 2008/BTNMT và theo QCVN 01: 2009/BYT. Với quy định nồng độ TDS là 1 g/l theo QCVN 01:2009/BYT, vùng nước nhạt có TDS – (0,3 ÷ 0,8) g/l phân bố ở phần lớn huyện Vũ Thư, Hưng Hà và một phần thành phố Thái Bình, chạy dọc theo các con sông lớn cùng khu vực ven biển Tiền Hải, Thái Thụy. Đây là những khu vực có tính thấm trung bình, thành phần đất đá chủ yếu là cát, tốc độ dòng ngầm lớn, thường xuyên được rửa mặn bởi 63 nước mưa và quan hệ trực tiếp với nước sông. Ở những nơi có tính thấm nước yếu theo sơ đồ phân bố vùng thấm tầng chứa nước Holocen (hình 3.4), thành phần đất đá tại những khu vực này chủ yếu là bột cát, bột sét, tốc độ dòng ngầm nhỏ do chỉ được rửa bằng nước mưa, ít có quan hệ với nước sông như khu vực phía Đông Nam của vùng (huyện Kiến Xương), một phần các huyện Đông Hưng, Quỳnh Phụ, Thái Thụy thì nước vẫn còn mặn. Trong khu vực có hai khoảnh nước mặn tiêu biểu là khoảnh Quỳnh Phụ - Đông Hưng và khoảnh giữa sông Hồng - sông Trà Lý thuộc địa phận huyện Tiền Hải, Kiến Xương cùng một phần huyện Vũ Thư. Loại hình hoá học của nước thuộc khoảnh mặn thường là Clorua – Natri Kali. Hình 3.6. Ranh giới mặn – nhạt tầng chứa nước Holocen năm 1996 và năm 2014 Dựa trên bản đồ phân bố ranh giới mặn – nhạt tầng chứa nước qh được tác giả xây dựng, so sánh với kết quả nghiên cứu đã thực hiện năm 1996 của tác giả Lại Đức Hùng cho thấy ranh giới mặn – nhạt nước dưới đất trên toàn bộ khu vực nghiên cứu năm 2014 đã có sự thay đổi, diện tích vùng nước mặn được thu hẹp với phạm vi phân bố tập trung hơn theo diện. Tuy nhiên, khu vực nước nhạt vẫn phân bố chủ 64 yếu ở phía Bắc của tỉnh, tập trung ở các huyện Hưng Hà, Đông Hưng và một phần huyện Quỳnh Phụ. Nước nhạt cũng gặp tại một phần huyện Thái Thụy, Kiến Xương. Một số điểm nghiên cứu trong ranh giới nước mặn được xây dựng trong năm 1996 đã nhạt hóa vào năm 2014 như khu vực ven biển huyện Tiền Hải (xã Nam Thắng, Nam Cường, Nam Thanh...), huyện Thái Thụy (xã Thụy Dân, Thượng Liệt, Thái Giang, Thái Sơn, Thái Tân, Mỹ Lộc, Thái Học, Thái Thịnh, Thái Thọ...) và một phần phía Bắc huyện Quỳnh Phụ. Diện tích vùng nước mặn trên toàn tỉnh thu hẹp khoảng 180 km2 trong đó tổng diện tích vùng mặn trước đây là 700,5 km2 và diện tích vùng mặn hiện nay là 521,1 km2. Theo kết quả quan trắc lượng mưa theo thời gian cho thấy lượng mưa tại Thái Bình có sự gia tăng trong những năm trở lại đây. Trong đó, mực nước dưới đất tầng chứa nước Holocen ở tất cả các công trình quan trắc đều ổn định theo mùa, mực nước thường hạ thấp vào mùa khô và phục hồi vào mùa mưa. Nhiều khu vực quan trắc mực nước vào mùa mưa cao ngang bằng mặt đất. Hiện tượng này cho thấy do tầng chứa nước qh nằm ngay trên bề mặt nên thường xuyên được nước mưa và nước mặt bổ cập, làm pha loãng nồng độ và dịch chuyển ranh giới mặn – nhạt. Đây cũng chính là yếu tố góp phần thúc đẩy sự rửa mặn tầng chứa nước Holocen trong khu vực nghiên cứu. Ở khu vực ven biển Tiền Hải, Thái Thụy, theo sơ đồ phân bố vùng thấm cho thấy tầng chứa nước qh không bị các trầm tích cách nước che phủ nên dễ dàng bị thấm bởi nước mưa, làm hòa tan, rửa trôi các thành phần mặn, làm nhạt hóa tầng chứa nước. Một số điểm tại khu vực phía Bắc huyện Hưng Hà, Quỳnh Phụ diện tích vùng nước mặn bị thu hẹp không nhiều do lớp cách nước lộ ngay trên bề mặt, lượng bổ cập cho tầng chứa nước Holocen không lớn. 3.1.2. Tầng chứa nước Pleistocen Trên sơ đồ phân bố cấu trúc, TCN Pleistocen gặp trên toàn tỉnh, ngay dưới tầng chứa nước Holocen. Do nằm ngăn cách bởi tầng cách nước có chiều dày trung bình từ 1,7 m đến 30 m nên tầng chứa nước này ít chịu ảnh hưởng của nước mưa mà phần nhỏ do thấm xuyên từ TCN bên trên xuống. Tổng hợp kết quả thu thập, khảo sát thực địa với hơn 100 điểm quan trắc và lấy mẫu phân tích chất lượng nước 65 tại các giếng khoan đường kính nhỏ trên toàn bộ khu vực nghiên cứu, tác giả đã đưa ra một số nhận xét về thành phần hóa học của TCN như sau: - Natri (Na+): nhiều nơi có hàm lượng Na+ cao hơn 200 mg/l, dao động trong khoảng (5,0 ÷ 2.606) mg/l. Khu vực có giá trị Na+ là 1.430 mg/l tại giếng khoan nhà anh Đỗ Thanh Bình, xã Đông Quý, huyện Tiền Hải. Theo tài liệu của Viện Địa lý tại giếng khoan nhà chị Đoàn Thị Cam, xóm 10, xã Thái Thọ, Thái Thụy hàm lượng Na+ cao tới 2.606 mg/l. Nước trong những giếng khoan ở khu vực gần biển hầu hết bị lợ, mặn và nhiễm sắt. - Ion Clo (Cl-): giá trị Cl- biến đổi trong phạm vi rộng là (12,0 ÷ 2.198) mg/l, nhiều mẫu phân tích có giá trị cao hơn QCCP đối với nước ngầm QCVN 09: 2008/BTNMT. Theo kết quả phân tích cùng tài liệu thu thập, quan trắc hiện trường cho thấy sự phân bố nồng độ ion Cl- khá phù hợp với sự phân bố đường đẳng khoáng hóa trong các khoảnh nước mặn, nước nhạt khu vực nghiên cứu. - Độ tổng khoáng hóa: biến đổi trong phạm vi rộng là (0,12 ÷ 5,58) g/l. Theo QCVN 01:2009/BYT, giá trị TDS cho phép để đảm bảo chất lượng nước phục vụ ăn uống sinh hoạt và đồ dùng cho gia đình là 1 g/l, tác giả đã xây dựng được các khoảnh mặn – nhạt phân bố như hình 3.7: + Khoảnh nước nhạt (nước có TDS < 1 g/l) phân bố ở phần phía Bắc của tỉnh. Đây là một dải kéo dài liên tục trong phạm vi các huyện Hưng Hà, Đông Hưng, Quỳnh Phụ và một phần huyện Thái Thuỵ. Độ tổng khoáng hoá của nước là (0,3 ÷ 1) g/l. Loại hình hoá học của nước thuộc loại hỗn hợp. Anion chiếm ưu thế là clorua, tiếp đến là Bicacbonat. Cation chính là natri, tiếp đến là canxi và magie; + Khoảnh nước lợ đến mặn (nước có TDS > 1 g/l) phân bố ở phần phía Nam của tỉnh bao gồm huyện Kiến Xương, Tiền Hải, Vũ Thư và một phần diện tích huyện Thái Thuỵ. Nước trong khoảnh này có độ tổng khoáng hoá > 1 g/l, có nơi đạt tới 21,12 g/l. Loại hình hoá học của nước trong khoảnh mặn thường là Clorua - Natri. Theo kết quả đánh giá về đặc điểm địa chất của tỉnh cho thấy khu vực phía Bắc của tỉnh chất lượng nước thường nhạt. Bên cạnh đó, theo tài liệu quan trắc động thái nước dưới đất tại các lỗ khoan nghiên cứu và các lỗ khoan thuộc mạng lưới quan trắc quốc gia trong phạm vi tỉnh Thái Bình cho thấy TCN qp có hướng vận 66 động của dòng ngầm chủ yếu là Bắc, Tây Bắc xuống Nam, Đông Nam (hình 3.8). Với hướng vận động của nước dưới đất như vậy đã góp phần dịch chuyển nước nhạt từ các khu vực khác vào tỉnh và từ phía trong đồng bằng ra phía biển. Hơn nữa, cùng hoạt động của các đứt gãy kiến tạo Vĩnh Ninh đã dịch chuyển nước nhạt từ tầng chứa nước Neogen đi lên. Điều này đã làm cho tầng chứa nước Pleistocen có sự phân bố thành 2 khoảnh mặn – nhạt rõ ràng. Hình 3.7. Ranh giới mặn – nhạt tầng chứa nước Pliestocen năm 1996 và năm 2014 Từ kết quả đánh giá chất lượng mặn – nhạt trên, tác giả cũng so sánh với kết quả nghiên cứu đã được thực hiện năm 1996 của tác giả Lại Đức Hùng. Theo kết quả đánh giá cho thấy ranh giới mặn – nhạt tầng chứa nước Pleistocen đã có sự dịch chuyển nhưng không nhiều, một số điểm ranh giới mặn bị thu hẹp như các xã Hoa Nam, Đông Phú, Đông Quang, Đông Hoàng, Đông Động (huyện Đông Hưng), Thụy Sơn, Thụy Phong, Thụy Thanh (huyện Thái Thụy) và một số điểm ranh giới mặn lại mở rộng như xã Thái Dương (huyện Thái Thụy) hay xã Đông La, Đông 67 Phong, Đông Huy (huyện Đông Hưng). Với hướng vận động của nước dưới đất từ Bắc, Tây Bắc xuống Nam, Đông Nam đã góp phần dịch chuyển khối nước nhạt từ phía Bắc xuống, thu hẹp diện tích ranh giới mặn ở khu vực Đông Hưng. Hình 3.8. Bản đồ thủy đẳng áp tầng chứa nước Pleistocen năm 2014 Tầng chứa nước có mực nước biến đổi theo mùa, đạt cao nhất vào tháng 8, 9 và thấp nhất vào tháng 1, 2. Biên độ dao động không lớn từ 0,1 m đến 0,6 m, trung bình 0,32 m. Như vậy các nhân tố tự nhiên đã tác động đến sự hình thành khối nước nhạt của TCN này tuy nhiên do tốc độ khai thác NDĐ ngày càng tăng làm cho mực nước TCN qp hạ thấp, ảnh hưởng đến sự xâm nhập mặn của TCN qh xuống và từ biển vào, mở rộng ranh giới mặn ở một số điểm như xã Đông La, Đông Phong, Đông Huy – huyện Đông Hưng hay xã Thái Dương, huyện Thái Thụy. Tính trung bình trên toàn tỉnh, diện tích vùng nước nhạt TCN qp ước tính giảm 17 km2 từ 922,5 km2 năm 1996 xuống 905,375 km2 năm 2014. Kết quả đánh giá này là cơ sở để nghiên cứu ảnh hưởng của nhân tố khí hậu, thủy văn đến nước dưới đất. 68 Do đó có thể thấy rằng cấu trúc địa chất thủy văn cùng đặc trưng các tầng chứa nước chịu ảnh hưởng của các nhân tố khí hậu, thủy văn và hoạt động khai thác nước. Đây cũng là một cơ sở khoa học giúp tác giả định hướng nghiên cứu các ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến nước dưới đất tỉnh Thái Bình. 3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của khí hậu tới nước dưới đất Dựa vào các nghiên cứu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu, nước biển dâng đến nước dưới đất trên thế giới và tại Việt Nam, việc đánh giá tác động của chúng tập trung vào các nhân tố như: lượng mưa, độ bốc hơi, nhiệt độ, nước sông, biển... Tuy nhiên, trong phạm vi Luận án, tác giả chỉ tập trung đánh giá tác động của nước mưa, nước sông, biển cùng lượng bổ cập của chúng cho nước dưới đất. 3.2.1. Nghiên cứu mối quan hệ giữa nước mưa với nước dưới đất Để đánh giá mối quan hệ giữa nước mưa và NDĐ, tác giả đã thu thập tài liệu lượng mưa và mực nước dưới đất theo thời gian từ đó thiết lập mối quan hệ giữa chúng nhằm xem xét sự đóng góp của nước mưa trong sự hình thành trữ lượng nước dưới đất. Kết quả đánh giá mối quan hệ giữa dao động mực nước tại các lỗ khoan quan trắc ở TCN Holocen trên (Q155, Q159, Q158, Q156) và Pleistocen (Q159b, Q158a, Q156a) với nước mưa được biểu diễn trên hình 3.9. Hình 3.9. Đồ thị biểu diễn sự biến đổi lượng mưa và cốt cao mực nước dưới đất tại các lỗ khoan quan trắc theo thời gian [61,62] Lượng mưa, mm Cốt cao mực nước, m 69 Dựa vào đồ thị cho thấy dao động mực nước tại các lỗ khoan Q155, Q156, Q158 và Q159 có xu hướng tăng, biến đổi đồng đều với lượng nước mưa. Riêng lỗ khoan Q159b, Q158a và Q156a của TCN qp có xu hướng giảm mạnh, ít có dao động theo nước mưa. Để đánh giá mối quan hệ giữa nước mưa với nước dưới đất khu vực nghiên cứu, tác giả đã xây dựng đồ thị biểu diễn mối quan hệ của nước mưa với mực nước dưới đất ở cả 2 tầng chứa nước theo thời gian (hình 3.10, 3.11). Hình 3.10. Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa lượng mưa với cốt cao mực nước TCN qh Hình 3.11. Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa lượng mưa với cốt cao mực nước TCN qp Kết quả đánh giá cho thấy với chuỗi thời gian quan trắc từ năm 1995 đến năm 2014, mực nước dưới đất tầng chứa nước qh có xu hướng tăng đồng đều và có quan hệ tuyến tính với lượng mưa (hình 3.10). Phương trình tương quan biểu diễn mối quan hệ của mực nước dưới đất TCN qh với lượng mưa trung bình tại các điểm quan trắc là y = 0,0007x + 0,8867. Dựa trên số liệu quan trắc mực nước TCN qh theo hai mùa cho thấy mực nước chênh lệch giữa mùa mưa và mùa khô khoảng (0,2 ÷ 0,5) m, điều này cho thấy lượng mưa đã đóng góp một phần đáng kể vào sự hình thành trữ lượng nước dưới đất của tầng chứa nước này. Tuy nhiên, với tầng chứa nước qp (hình 3.11), mối quan hệ của nước mưa với mực nước dưới đất cũng không có quan hệ đồng pha, tuyến tính với nhau, sự phân bố của chúng biến đổi không theo quy luật với sự gia tăng của lượng mưa, điều này cho thấy nước mưa ít có tác động trực tiếp đến sự hình thành trữ lượng nước tầng chứa nước qp. Cốt cao mực nước, m Cốt cao mực nước, m Lượng mưa, mm Lượng mưa, mm 70 3.2.2. Xác định lượng bổ cập của nước mưa cho nước dưới đất 3.2.2.1. Đối với tầng chứa nước Holocen Với khu vực nghiên cứu, qua quá trình khảo sát thực địa cùng thu thập tổng hợp tài liệu khu vực nghiên cứu cho thấy hiện nay hoạt động khai thác của tầng chứa nước Holocen ít và phân bố không đồng đều do chất lượng nước bị nhiễm mặn nhiều nơi. Để tính lượng bổ cập của nước mưa vào tầng chứa nước, tác giả đã sử dụng phương pháp của Bindeman và Healy & Cook, theo công thức 3.2: (3.2) [97] Trong đó, W – lượng nước bổ cập vào tầng chứa nước từ nước mưa, m/ng; H1 – mực nước quan trắc tại thời điểm t1, m; H2 – mực nước quan trắc tại thời điểm t2, m; µ – hệ số nhả nước trọng lực của đất đá, không thứ nguyên; t – biến thiên thời gian từ thời điểm t1 đến t2, t = t2 – t1, ng. Phương pháp tính toán này được áp dụng dựa vào sự tăng giảm của mực nước dưới đất trong tầng chứa nước phụ thuộc vào lượng bổ cập và lượng thoát tự nhiên. Hệ số nhả nước trọng lực của tầng chứa nước là không đổi trong suốt quá trình mực nước dao động và hoạt động khai thác nước ít ảnh hưởng đến sự dao động mực nước dưới đất. Với hệ số nhả nước trọng lực µ được tính toán dựa vào sự chênh lệch mực nước dưới đất và trung bình là 0,124. Kết quả tính toán lượng nước mưa bổ cập vào tầng chứa nước vào mùa mưa được trình bày trong bảng 3.2. Bảng 3.2. Lượng nước mưa bổ cập vào tầng chứa nước Holocen vào mùa mưa Năm Lượng nước mưa bổ cập vào tầng chứa nước qh2, m/ng Lượng mưa % lượng bổ cập so với nước mưa Q155 Q156 Q158 Q 159 Q155 Q156 Q158 Q 159 Mưa - 1995 0,000293 0,000224 0,000203 0,000271 0,174 30,33 23,17 21,03 28,08 Mưa - 1996 0,00035 0,00021 0,00032 0,00030 0,231 27,52 16,05 25,08 23,62 Mưa - 1997 0,00026 0,00023 0,00026 0,00022 0,158 29,84 25,72 29,98 25,08 Mưa - 1998 0,00030 0,00027 0,00038 0,00039 0,221 24,35 22,24 30,72 31,47 Mưa - 1999 0,00028 0,00032 0,00046 0,00025 0,180 28,28 32,07 46,38 24,72 Mưa - 2000 0,00025 0,00022 0,00028 0,00021 0,166 27,19 23,72 30,46 22,43 71 Năm Lượng nước mưa bổ cập vào tầng chứa nước qh2, m/ng Lượng mưa % lượng bổ cập so với nước mưa Q155 Q156 Q158 Q 159 Q155 Q156 Q158 Q 159 Mưa - 2001 0,00036 0,00040 0,00036 0,00043 0,268 24,38 26,90 24,23 28,94 Mưa - 2002 0,00021 0,00027 0,00025 0,00028 0,168 22,71 29,14 27,34 30,11 Mưa - 2003 0,00045 0,00045 0,00036 0,00042 0,292 28,00 27,63 22,26 25,65 Mưa - 2004 0,00021 0,00025 0,00026 0,00033 0,189 20,42 23,80 24,68 31,78 Mưa - 2005 0,00034 0,00036 0,00032 0,00027 0,252 24,13 25,87 22,88 19,11 Mưa - 2006 0,00022 0,000316 0,000367 0,000290 0,209 19,43 27,29 31,66 25,00 Mưa - 2007 0,000192 0,000278 0,000302 0,000184 0,158 21,93 31,71 34,51 20,98 Mưa - 2008 0,00028 0,00022 0,00019 0,00021 0,153 32,50 26,35 22,29 25,15 Mưa - 2009 0,00029 0,00026 0,00029 0,00032 0,209 25,25 22,55 24,62 27,37 Mưa - 2010 0,00021 0,00022 0,00021 0,00020 0,168 22,25 23,61 22,68 21,32 Mưa - 2011 0,00038 0,00040 0,00041 0,00036 0,259 26,51 27,83 28,70 24,74 Mưa - 2012 0,00034 0,00037 0,00038 0,00031 0,275 22,29 24,03 25,01 20,43 Mưa - 2013 0,00043 0,00029 0,00034 0,00035 0,227 34,53 23,24 27,23 27,61 Mưa - 2014 0,00039 0,00035 0,00039 0,00043 0,257 27,59 24,35 27,38 30,09 Trung bình 0,00030 0,00030 0,00032 0,00030 0,2105 26,0 25,4 27,5 25,7 Căn cứ vào sự chênh lệch mực nước vào mùa khô, tác giả đã tính toán được lượng nước thất thoát từ TCN vào mùa khô, chi tiết được trình bày trong bảng 3.3. Bảng 3.3. Lượng nước thất thoát của tầng chứa nước Holocen vào mùa khô Năm Lượng nước thất thoát từ tầng chứa nước qh2 Lượng mưa % lượng nước thất thoát từ TCN qh2 Q155 Q156 Q158 Q 159 Q155 Q156 Q158 Q 159 Khô - 1995 -1,61E-05 -6,13E-05 -1,64E-05 -3,07E-05 0,032 -8,97 -34,07 -9,09 -17,04 Khô - 1996 -8,86E-05 -8,05E-05 -8,90E-05 -8.47E-05 0,045 -35,30 -32,07 -35,47 -33,76 Khô - 1997 -7,05E-05 -3,14E-05 -4,63E-05 -8,04E-05 0,054 -23,37 -10,41 -15,35 -26,67 Khô - 1998 -1,53E-05 -4,65E-05 -5,09E-05 -5,48E-05 0,032 8,66 -26,35 -28,85 -31,08 Khô - 1999 -9,08E-05 -1,17E-04 -3,96E-05 -9,0E-06 0,096 -17,08 -22,06 -7,45 1,68 Khô - 2000 -6,07E-05 -5,26E-05 -7,31E-05 2,1E-06 0,034 -32,32 -28,02 -38,95 1,14 Khô - 2001 -3,67E-05 -1,49E-04 -1,08E-04 9,09E-05 0,074 -8,97 -36,49 -26,38 -22,20 Khô - 2002 -4,71E-05 -6,24E-05 -7,13E-05 -6,3E-06 0,082 -10,34 -13,68 -15,65 1,38 Khô - 2003 -3,30E-05 -4,94E-05 -3,02E-05 -5,71E-05 0,026 -22,97 -34,35 -21,00 -39,70 Khô - 2004 -3,71E-05 -4,82E-05 -3.71E-05 -2,87E-05 0,024 -28,20 -36,68 -39,79 -21,85 Khô - 2005 -7,92E-05 -1,04E-04 -5,23E-05 -1,44E-04 0,088 -16,22 -21,30 -19,20 -29,42 72 Năm Lượng nước thất thoát từ tầng chứa nước qh2 Lượng mưa % lượng nước thất thoát từ TCN qh2 Q155 Q156 Q158 Q 159 Q155 Q156 Q158 Q 159 Khô - 2006 -1,86E-04 -8,77E-05 -9,38E-05 -1,42E-04 0,044 -12,70 -5,98 -10,93 -9,71 Khô - 2007 -4,51E-05 -9,09E-05 -1,60E-05 -5,95E-05 0,052 -15,69 -31,65 -20,08 -20,71 Khô - 2008 -5,99E-05 -8,91E-05 -1,76E-05 -1,77E-05 0,067 -16,02 -23,84 -47,06 -47,34 Khô - 2009 -7,10E-05 -8,28E-05 -9,21E-05 -8,15E-05 0,042 -30,73 -35,85 -39,89 -35,27 Khô - 2010 -5,53E-05 -6,00E-05 -6,81E-05 -7,87E-05 0,034 -29,39 -31,92 -36,19 -41,83 Khô - 2011 -2,15E-05 -8,69E-05 -7,16E-05 -6,99E-05 0,032 -12,08 -48,82 -40,22 -39,27 Khô - 2012 -8,84E-05 -8,6E-06 -2,88E-04 -1,39E-05 0,111 -14,33 1,39 -46,80 -22,65 Khô - 2013 -9,93E-05 -1,19E-04 -1,89E-04 -1,58E-05 0,064 -28,06 -33,86 -53,31 -44,77 Khô - 2014 -1,92E-04 -2,54E-04 -1,92E-04 -8,65E-05 0,103 -34,39 -44,29 -33,53 -15,09 Trung bình -6,84E-05 -8,33E-05 -9,83E-05 -7,74E-05 0,057 -18,18 -22,14 -26,13 -20,56 Theo kết quả tính toán, lượng nước mưa bổ cập cho TCN Holocen vào mùa mưa chiếm khoảng (25  27) % lượng mưa với tổng lượng nước bổ cập tính toán khoảng (0,0003  0,00032) m/ng. Vào mùa khô, lượng mưa nhỏ, lượng nước dưới đất thất thoát từ (0,000068  0,000098) m/ng, chiếm khoảng 18  26%. Kết quả này cho thấy vào mùa mưa, TCN Holocen được nước mưa bổ sung làm gia tăng mực NDĐ còn vào mùa khô lượng NDĐ bốc hơi, thoát ra bổ sung cho dòng chảy mặt, thấm xuyên bổ cập cho TCN bên dưới và một phần thất thoát do khai thác. Tác giả cũng xây dựng đồ thị biểu diễn lượng nước mưa bổ cập vào mùa mưa và lượng nước thất thoát vào mùa khô cho TCN Holocen theo thời gian như hình 3.12, 3.13. Căn cứ theo đồ thị cho thấy lượng nước bổ cập cho TCN Holocen có xu hướng thay đổi theo thời gian với lượng bổ cập và lượng thất thoát trung bình chênh lệch nhau khoảng 8 %. Mực nước thường hạ thấp vào mùa khô và phục hồi vào mùa mưa, chưa có dấu hiệu suy giảm. Nhiều khu vực quan trắc vào mùa mưa mực nước cao ngang bằng mặt đất. Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy với lượng mưa tăng thì nước mưa đã góp phần bổ sung trữ lượng, góp phần dịch chuyển ranh giới mặn – nhạt và pha loãng nồng độ NDĐ TCN trên bề mặt Holocen, mở rộng vùng nước nhạt cho toàn bộ vùng nghiên cứu. 73 Hình 3.12. Lượng nước mưa bổ cập cho TCN qh2 vào mùa mưa theo thời gian Hình 3.13. Lượng nước thất thoát vào mùa khô của TCN qh2 theo thời gian Từ kết quả tính toán lượng nước bổ cập cho tầng chứa nước Holocen, căn cứ vào sự cân bằng nước trong vùng, tác giả đã ước tính được lượng nước mưa bổ cập cho TCN khu vực nghiên cứu. Theo sơ đồ phân vùng thấm cho thấy tầng chứa nước Holocen phân bố hầu hết ở khu vực ven biển Tiền Hải, Thái Thụy, không bị các trầm tích cách nước che phủ nên dễ dàng bị thấm bởi nước mưa, nước mặt dẫn đến sự hòa tan, rửa trôi các thành phần mặn, gây nhạt hóa tầng chứa nước trên cùng. Một số điểm tại khu vực phía Bắc huyện Hưng Hà, Quỳnh Phụ do lớp cách nước lộ ngay trên bề mặt nên lượng bổ cập cho tầng chứa nước qh2 không lớn, do đó diện tích vùng nước mặn tại đây được thu hẹp nhưng không nhiều mà chỉ tập trung chủ yếu tại khu vực ven biển Tiền Hải, Thái Thụy. Bên cạnh đó, với hiện trạng sử dụng đất theo thống kê trên toàn tỉnh là 70% diện tích đất sử dụng trong nông nghiệp và các mục đích chưa sử dụng khác, tác giả đã tính toán được lượng nước dưới đất gia tăng trung bình trên toàn tỉnh với diện tích đất 1.542,24 km2 là 345.460 m3/ng. 3.2.2.2. Đối với tầng chứa nước Pleistocen Đối với tầng chứa nước Pleistocen, do bị ngăn cách bởi tầng chứa nước bên trên và lớp thấm nước yếu nên TCN này không chịu ảnh hưởng trực tiếp của nước mưa. Tuy nhiên ở một số nơi chúng bị vát mỏng và mất hẳn tạo cửa sổ Địa chất thủy văn như tại LK 2B, LK 22, LK 711 [15] thuộc khu vực Việt Thuận – Vũ Thư, Năm Năm Lượng thất thoát, % Lượng bổ cập, % 74 Quỳnh Côi – Quỳnh Phụ và Đông Hoàng – Đông Hưng. Do đó, tại các khu vực này có khả năng thấm xuyên từ TCN qh xuống tuy nhiên lượng thấm xuyên không lớn. Căn cứ trên kết quả thu thập, khảo sát thực địa, phân tích đánh giá tính thấm cùng đặc trưng các tầng chứa nước và cách nước của vùng, tác giả đã tính toán lượng nước thấm xuyên từ tầng chứa nước Holocen vào tầng chứa nước Pleistocen theo Dacxi, công thức 3.3: (3.3) [34] Trong đó, q - lưu lượng đơn vị thấm xuyên từ tầng trên bổ cập vào tầng dưới, m/ng; Ko – hệ số thấm của tầng thấm nước yếu, m/ng; H1 – cốt cao mực nước của tầng chứa nước không áp, m; H2 – cốt cao mực nước của tầng chứa nước có áp, m; mo – bề dày tầng thấm nước yếu, m. Với mực nước của tầng chứa nước qh trung bình là 1,5 ÷ 2,0 m và tầng chứa nước qp là -3,0 ÷ - 4,0 m sẽ tạo ra độ chênh áp lực, giúp quá trình thấm nước từ TCN qh xuống TCN qp. Căn cứ trên hệ số thấm trung bình của TCN được tổng hợp thống kê Ko = 0,0000031 m/ng và bề dày trung bình (15 ÷ 22) m, tác giả đã tính toán được lượng nước thấm xuyên bổ cập cho TCN qp, chi tiết trong bảng 3.4. Bảng 3.4. Lượng nước thấm xuyên từ TCN qh bổ cập cho TCN qp theo mùa, m/ng Mùa mưa Lưu lượng nước thấm xuyên Mùa khô Lưu lượng nước thấm xuyên Q156a Q158a Q159b Q156a Q158a Q159b Năm 1995 -1,05E-07 -8,23E-08 -1,51E-07 Năm 1995 -1,32E-07 -1,12E-07 -2,18E-07 Năm 1996 -0,88E-07 -6,82E-08 -1,09E-07 Năm 1996 -1,23E-07 -1,06E-07 -1,26E-07 Năm 1997 -0,70E-07 -4,70E-08 -1,60E-08 Năm 1997 -7,40E-08 -4,40E-08 -2,90E-08 Năm 1998 -0,30E-07 -5,29E-09 6,90E-08 Năm 1998 -7,00E-08 -2,35E-08 3,30E-08 Năm 1999 0,25E-07 1,20E-08 1,97E-07 Năm 1999 1,49E-08 3,92E-08 1,85E-07 Năm 2000 0,62E-07 9,43E-08 2,83E-07 Năm 2000 2,52E-08 7,21E-08 2,65E-07 Năm 2001 0,94E-07 1,38E-07 3,60E-07 Năm 2001 8,31E-08 1,31E-07 3,52E-07 Năm 2002 1,14E-07 1,51E-07 4,13E-07 Năm 2002 1,11E-07 1,46E-07 4,11E-07 Năm 2003 1,50E-07 1,86E-07 5,22E-07 Năm 2003 1,11E-07 1,56E-07 5,01E-07 Năm 2004 1,87E-07 2,21E-07 5,97E-07 Năm 2004 1,88E-7 1,89E-07 5,82E-07 75 Mùa mưa Lưu lượng nước thấm xuyên Mùa khô Lưu lượng nước thấm xuyên Q156a Q158a Q159b Q156a Q158a Q159b Năm 2005 2,38E-07 2,81E-07 7,27E-07 Năm 2005 2,18E-07 2,71E-07 7,18E-07 Năm 2006 2,71E-07 3,32E-07 8,29E-07 Năm 2006 2,46E-07 2,96E-07 7,78E-07 Năm 2007 3,06E-07 3,64E-07 8,84E-07 Năm 2007 2,80E-07 3,40E-07 8,45E-07 Năm 2008 3,26E-07 3,93E-07 9,31E-07 Năm 2008 3,0E-07 2,61E-07 8,83E-07 Năm 2009 3,57E-07 3,45E-07 9,95E-07 Năm 2009 3,39E-07 2,99E-07 9,41E-07 Năm 2010 3,93E-07 4,09E-07 1,06E-07 Năm 2010 4,25E-07 3,20E-07 9,61E-07 Năm 2011 5,67E-07 4,39E-07 1,12E-06 Năm 2011 5,49E-07 4,22E-07 1,06E-06 Năm 2012 5,68E-07 4,58E-07 1,18E-06 Năm 2012 5,64E-07 4,39E-07 1,20E-06 Năm 2013 5,80E-07 4,78E-07 1,30E-06 Năm 2013 6,03E-07 4,51E-07 1,25E-06 Năm 2014 6,53E-07 5,07E-07 1,35E-06 Năm 2014 5,08E-07 4,96E-07 1,33E-06 Trung bình 2,3E-07 2,31E-07 6,3E-07 Trung bình 2,08E-07 2,02E-7 5,96E-07 Theo kết quả tính toán cho thấy tầng chứa nước qp đã được bổ sung bởi lượng nước từ tầng chứa nước Holocen qua tầng thấm nước yếu do sự chênh lệch áp lực giữa 2 tầng chứa nước và qua các cửa sổ ĐCTV. Hình 3.14. Lượng nước thấm xuyên bổ cập vào TCN qp tại lỗ khoan quan trắc Lượng nước thấm xuyên trung bình vào tầng chứa nước qp ít có sự thay đổi theo mùa